Minggu, 23 Januari 2011

MENENTUKAN PANJANG FOKUS LENSA POSITIF DAN NEGATIF DENGAN MENGGUNAKAN CARA GAUSS DAN BESSEL

MENENTUKAN PANJANG FOKUS LENSA POSITIF DAN NEGATIF DENGAN MENGGUNAKAN CARA GAUSS DAN BESSEL

RIA ALFI SYAHRIN
Jurusan FKIP-Fisika Universitas Muhammadiyah Prof.Dr.Hamka, Jakarta




ABSTRAK

            Dalam hal ini bertujuan untuk menentukan panjang focus lensa positif dan negative. Pengertian lensa positif atau lensa konvergen, dimana bagian tengah lensanya lebih tebal dari bagian pinggirnya dan berkas sinar sejajar akan di konvergensikan pada titik focus nyata. Disebut lensa positif karena dapat mengumpulkan bayangan yang bias ditangkap layar.
Lensa negative atau divergen bagian tengahnya lebih tipis daripada pinggirannya dan berkas cahaya sejajar yang berasal dari titik focus maya akan dibiaskan menjadi berkas divergen.
            Focus utama lensa tipis dengan permukaan benda adalah titik F. dimana sinar yang sejajar berada dekat pada sumbu utama xx, terpusatkan: titik focus ini bersifat nyata untuk lensa konvergen, tetapi untuk lensa divergen titik focus ini bersifat maya. Jarak focus F adalah jarak antara titik focus utama dari lensa. Karena setiap lensa dapat dibalik tambah menambah sinar, pada setiap lensa terdapat dua titik yang simetris. Pada percobaan ini kita menggunakan 2 cara dalam mencari nilai panjang focus lensa yaitu cara Gauss dan Bessel.

Kata kunci : Konvergen, Divergen, Fokus, Cara Gauss dan Bessel


ABSTRACT

          In this experiment aims to determine the value of the lens focal length of positive and negative. Definition of a positive lens or convergen lens where the center is thicker than the edges and parallel light rays will convergen the real focal point. Called positive lens because it can collect a shadow that can be captured screen.
Negative or divergen lens are thinner then the middle of the rim and parallel lights beams coming from the virtual focal point will be refacted into divergen beam.
            The main focus of a thin lens with the surface of the object is a point of F. Where the rays are parallel and close to the main axis xx, centerd: tis is a real focal point for convergen lens, but fotr these divergen lens focal point is virtual. In tis experiment aims to determine the value of the lens focal length of positive and negative.
 Definition of a positive lens or convergen lens, where the center is thinner than a middle. Focus distance F is the distance between the main focal point of the lens. Since aech lens can be reversed without adding to light. In every lens there are two symmetrical points. In this experiments we use two ways to find the value of the lens length of the war is Gauss and Bessel.

Key words : Convergent, Divergent, Focus lens, and the ways how Gauss-Bessel.



PENDAHULUAN

Dalam percobaan ini kita melakukan pengamatan menentukan panjang focus lensa. Yaitu cara Gauss dan Bessel (pergeseran) untuk mendapatkan panjang focus lensa yang kita harapkan.
Lensa adalah sebuah alat untuk mengumpulkan atau menyebarkan cahaya atau lensa adalah material transparan (umumnya terbuat dari kaca atau plastic) yang memiliki dua permukaan salah satu atau keduanya memiliki permukaan yang mlengkung sehingga dapat membelokkan sinar yang melewatinya.

Lensa merupakan bagian dari optika geometri yaitu bagian dari ilmu fisika yang mempelajari tentang cahaya secara geometric. Lensa juga berkaitan dengan hukum-hukum pembiasan, lensa dapat digolongkan menjadi dua macam yaitu lensa cembung dan lensa cekung.

images
Lensa konvergen (lensa cembung)

Lensa cembung adalah lensa dengan bagian tengah yang lebih tebal dibandingkan bagian tepinya bersifat mengumpulkan cahaya atau sinar titik fokusnya bernilai positif.

images3  
Lensa divergen (lensa cekung)

Lensa cekung adalah bagian tengah yang lebih tipis di banding tepinya. Bersifat menyebarkan sinar atau cahaya titiknya bersifat negative.


METODE PENELITIAN

 Pada percobaan ini alat atau bahan yang digunakan adalah rel berskala, lampu dengan socketnya, statip lensa dan layar, lensa positif dan lensa negative. Plat dengan celah berbentuk garis menyilang atau tanda anak panah sebagai benda.
Pertama kita memasang benda, lensa positif dan layar pada rel berskala, membuat layar dan kedudukan benda sedemikian rupa (dengan jarak tetap) kemudian kita nyalakan lampu untuk mencari bayangan benda pada layer dengan di geser-geserkan.
Bisa didapat hasil Vt  (jarak benda dengan lensa positif) dan bt (jarak lensa positif dengn layar).
Dengan melakukan percobaan sebanyak beberapa kali, agar data yang dihasilkan bias untuk perbandingan. Menggeser posisi layar menjauhi lensa positif dan letakkan lensa negative diantara lensa positif dan layar. Mencari bayangan yang paling tajam untuk mengukur nilai C (jarak antara kedua lensa) dan b (jarak lensa negative dimana posisi lensa lensa positif lengkap.

HASIL DAN PEMBAHASAN

            Lensa adalah material transparan yang memiliki dua permukaan salah satu atau keduanya memiliki permukaan yang melengkung sehingga dapat membelokkan sinar yang melewatinya.
            Dalam lensa terdapatt titik focus F.fokus utama lensa dengan permukaan atau benda. Dimana sinar yang sejajar dan berada dekat dengan sumbu utama terpusatkan. Titik focus bersifat nyata untuk lensa konvergen dan bersifat maya untuk divergen.
            Menentukan panjang focus lensa positif. Lensa positif atau lensa cembung adalah lensa konvergen yang bersifat mengumpulkan sinar. Dan dinyatakan lensa positif karena dapat mengumpulkan bayangan yang bias ditangkap layar dan nyata.
Sinar-sinar istemewa pada lensa cembung adalah sebagai berikut :
  1. Sinar dating sejajar pada sumbu utama lensa di biaskan melalui titik focus aktif F
  2. Sinar datang melalui titik focus pasif F2 dibiaskan sejajar sumbu utama.
  3. Sinar datang melalui titik pusat di teruskan tanpa pembatas.
Kombinasi lensa cembung yaitu bikonveks dan plankonveks. Bayangan yang di bentuk adalah nyata, terbalik, dan diperbesar.

Cara Gauss
            Kita dapat menentukan formulasi dasar permukaan yang menghubungkan jarak benda dengan lensa positif V+ dan jarak lensa positif dengan layar b+. apabila dengan menganggap tebal lensa dapat diabaikan terhadap jarak (baik jarak benda ke lensa maupun jarak lensa ke  layar). Maka menurut persamaan Gauss panjang focus lensa positif F+ adalah :

1/F+  = (1 /V+) + (1/b+) atau

F+ = b+V+ / (b+) + (V+)

1/F adalah kuat lensa. Satuan kuat lensa dioptri.

Cara Bessel

            Jarak benda dengan layar di buat sedemikian rupa sehingga dengan cara merubah posisi lensa dalam jarak tertenru dapat diketahui bayangan diperbesar dan diperkecil missal lensa L berada dalam posisi A akan menghasilkan bayangan diperbesar pada layar, dimana V+ adalahjarakbendadengan lensa dan b+ adalah jarak lensa dengan layar.
Lensa di geser sampai membetuk bayangan diperkecil posisi ini disebut dengan posisiB. Bila jarakposisis A dan B adalah d dan jarak benda dengan layar adalah s, maka : s = (b+) + (V+) dan
 d= (b+) – (V+), sehingga V+ = (s – d)/2 dari persamaan Gauss,
1/F+  = (1 /V+) + (1/b+) maka didapat F+ = s² - d²/4s ….. (2)

Dengan mengukur besarnya s dan d, panjang focus lensa positf F+ dapat di hitung. Dengan catatan s >4F+

            Menentukan panjangfokus lensa negative lensa cekung atau lensadivergen bersifatmenyebarkan sinar, memiliki harga focus negative sinar istimewa pada lensa cekung :
1.      Sinar datang sejajar sumbu utamadibiaskan seolah-olah berasal dari titik focus aktif F1.
2.      Sinar datang seolah-olah menuju ke titik focus pasif F2 dibiaskan sejajar sumbu utama.
3.      Sinar datangmelalui pusat optic diteruskan tanpa membias.
Bayangan benda oleh lensa negative adalah maya. Bayangn sejati dari lensa negative bisa didapat dengan pertolongan bayangan yang dihasilkan oleh lensa positif. Bayangan lensa positif yang jatuh di belakang lensa negative menjadi benda terhadap lensa negative. Bayangan itu dianggap sebagai objek maya untuk lensa negative dengan jarak objeknya yang negative dengan jarak objeknya yang negative untuk lensa negative berlaku 1/F = (1/V-) + (1/b-)
Jika jarak lensa positif dengan lensa negative adalah C, maka V- = C-b-
Catatan : hargaV- dan f- selalu negative.

            Dari langkah-langkah dan pembahasan di atas didapatkan hasil percobaan sebagai berikut

Lensa positif.
V+
ΔV
b+
Δb
F+
ΔF+
37,5
0,175
40,5
0,175
19,471
1,958x10
38,5
0,175
39,5
0,175
19,497
1,95x10
38,4
0,175
39,6
0,175
19,446
1,953x10
38,1
0,175
39,9
0,175
19,489
1,919x10
38,2
0,175
39,8
0,175
19,491
1,963x10

 Lensa negative

V+
C
b-
V-
ΔV
Δb-
36
27
22
18
0,109
0,109
36
26,4
22,6
17,4
0,109
0,109
36
26,5
22,5
17,5
0,109
0,109
36
26,8
22,2
17,8
0,109
0,109
36
26,8
22,2
17,8
0,109
0,109
F
ΔF

9,9
1,253

9,831
1,281

9,84
1,273

9,879
1,096

9,879
1,096


KESIMPULAN

1.      Lensa positif akan membentuk bayangan terbalik dan nyata lensa negative tidak akan membentuk bayangan tanpa di bantu lensa positif
2.      Ada dua cara untuk menghitung panjang focus lensa yaitui Gauss dan Bessel.
3.      Semakin jauh jarak benda dengan yang lensa maka jarak lensa positif dengan layar semakin kecil.

DAFTAR PUSTAKA

1.      Scaum
2.      Gurumuda.com
3.      Modul praktek fakultas teknik, uhamka
4.      Geofacts.com


MENENTUKAN NILAI GRAVITASIDENGAN PERCOBAAN BANDUL FISIS

MENENTUKAN NILAI GRAVITASIDENGAN PERCOBAAN BANDUL FISIS

RIA ALFI SYAHRIN
FKIP-FISIKA, Universitas Muhammadiyah Prof.Dr. Hamka Jakarta

ABSTRAK
Sebuah benda tegar yang digantung dari suatu titikyang bukan merupakan pusat massanya akan berosilasi ketika disimpangkan dari posisi kesetimbangannya kita juga bisa sebut Bandul fisis, Ayunan fisis. Ayunan fisis adalah ayunan yang paling kita sering jumpai, karena pada ayunan ini massa batang penggantung tidak diabaikan seperti halnya pada ayunan matematis sederhana. Melakukan percobaan ini dengan menggunakan lempeng logam yang berlubang-lubang dengan massa yang berbeda-beda dengan menggunakan stopwatch dan dengan ayunan 10X setiap lubang dengan massa yang berbeda untuk mendapatkan perbandinaga nilai gravitasi. 
Kata kunci : Ayunan Fisis, Ayunan Matematis, Osilasi

                                                     ABSTRACT
A rigid body is hung from a point that is not a center of mass will oscillate when distorted from its equilibrium position, we can also call the physical pendulum, physical swing. Hammock swing physics is our most frequently encountered, because the swing is not negligible mass hanger rods as well as on a simple mathematical swing. Perform this experiment by using a metal plate with holes of different masses using a stopwatch and with 10X swing every hole with different masses to get perbandinaga value of gravity.

Keywords: Physical swing, Mathematical swing, Oscillation



PENDAHULUAN


Dalam kehidupan sehari-hari kita tidak terlepas dari ilmu fisika,dimulai dari yang ada pada diri kita sendiri seperti gerak yang kita lakukan setiap saat. Energi yang kita pergunakan setiap hari sampai pada sesuatu yang berada di luar diri kita, salah satu contohnya adalah permainan kanak-kanak yaitu ayunan.
Dimana dari ayunan tersebut kita dapat menghitung perioda yaitu selang waktu yang diperlukan beban untuk melakukan suatu getaran lengkap dan kita juga dapat menghitung berapa besar gravitasi bumi di suatu tempat.pada percobaan ini ayunan yang di gunnakan adalah ayunan fisis atau bandul fisis.
Pada dasarnya percobaan ini tidak lepas dari getaran dimana,pengertian getaran itu sendiri adalah gerak bolak-balik. Secara perioda melalui titik kesetimbangan. Getaran dapat bersifat sederhana dan bersifat kompleks.
Lebih jelas lagi bandul fisis itu, sebuah benda tegar yang digantung dari suatu titik yang bukan merupakan pusat massanya akan berosilasi ketika di simpangkan dari posisi kesetimbangannya. Bandul fisis memperhitungkan momen inersia yaitu kecenderungan benda tegar melakukan gerak rotasi. Atau bandul fisisdisebut juga sebagai ayunan fisis, Ayunan fisis adalah ayunan yang paling kita sering jumpai, karena pada ayunan ini massa batang penggantung tidak diabaikan seperti halnya pada ayunan matematis sederhana.  Bandul fisis terdiri dari satu batang logam sebagai penggantung  dan beban logam berbentuk silinder. Bandul fisis memperhitungkan momen inersia yaitu kecenderungan benda tegar melakukan gerak rotasi. Bandul fisis memberikan torka.

METODE PENELITIAN
Alat-alat yang kita gunakan dalam melakukan percobaan ini adalah :
1.      Batang lempeng logam yng telah berlubang.
2.      Bebanlogam berbentuk silinder beserta sekrup pengikat
3.      Poros penggantung
4.      Neraca penggantung.
5.      Stopwatch
6.      Mistar/penggaris
Meninmbang massa logam (M1) dan (M2) dengan neraca duduk. Memasang beban (M2)pada logam dengan sekrup pengikat.mengukur jarak (L) dan jarak (h) dengan menggunakan penggaris. Membuat ayunan (sudut sekitar 45°) dan mengamati waktu yang dibutuhkan untuk ayunan (n) disini kita melakukan ayunan 10 X.
Mengubah posisi dari lubang satu ke lubang lainnya dari beban (M2) dan melakukan percobaan sebanyak 5 X.



HASIL PEMBAHASAN
Pada bandul fisis untu sudut ayunan yang relatif kecil berlaku persamaan:
T = 2 ……….(1)
Dimana I adalah momen kelembaman terhadap poros penggantung (poros ayunan). Dengan memakai teori sumbu sejajar, maka diperoleh
I = mk² + ma²
Maka persamaan 1 menjadi 2π
Dimana T = prioda ayunan
k= radius girasi terhadap pusat massa gabungan C
a= jarakpusat massa gabungan C denagn poros A
dari gabungan dapat dilihat bahwa a = L-b,
b= ……….(3)
dan untuk menghitung gravitasi kita menggunakan rumus,
g=
Data yang diperoleh dari hasil percobaan.
Panjang batang logam/penggaris besi = 63cm
Massa batang logam (M1) = 134,25gram
Massa beban slinder (M2) = 43,25 gram’

Data percobaan
L (cm)
h(cm)
Waktu 10x ayunan


t1
t2
t3
43
11,5
13,3
13,2
13,3
47
15,5
13,4
13,5
13,4
51
19,5
13,6
13,7
13,5
55
23,5
13,6
13,7
13,5
59
27,5
13,7
13,6
13,7

Tabel perioda dengan ayunan 10x
L (cm)
h(cm)
T
43
11,5
132,667
47
15,5
,34
51
19,5
1,35
55
23,5
1,36
59
27,5
13,733

Analisa bandul fisis
            Percobaan ini mengunakan batang logam dengan massa batang logam 134,5 gram dan massa silinder 43,25 gram. Dengan menggantungkan batang logam pada media penggantung.
L (cm)
h(cm)
Waktu 10x ayunan
gravitasi


t1
t2
t3

43
11,5
13,3
13,2
13,3
10m/s²
47
15,5
13,4
13,5
13,4
9,013m/s²
51
19,5
13,6
13,7
13,5
10,0818m/s²
55
23,5
13,6
13,7
13,5
10,042m/s²
59
27,5
13,7
13,6
13,7
9,08m/s²

KESIMPULAN
            Setelah dilakukan percobaan dapat kita tarik kesimpulan sebagai berikut :
1.      Untuk menghitung percepatan gravitasi dapat digunakan ayunan sederhana dan ayunan fisis.
2.      Pada bandul sederhana untuk menghitung percepatan gravitasi berat beban dan tali dapat diabaikan.
3.      Pada bandul fisis untuk menghitung percepatan gravitasi berat beban batang tidak di abaikan
4.      Dari data ini menunjukkan semakin bawah beban silinder pada lubang,menghasilkan perioda yang besar. Ini terjadi karena pengaruh gaya gravitasi dengan arah kebawah.  
DAFTAR PUSTAKA
Tippler, Paul.A. 1998 Fisika. Jakarta : Erlangga